СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСОВ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Российский патент 1997 года по МПК H01L21/48 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления гибридных интегральных схем в герметичных корпусах из материалов, вступающих в контактно-реактивное плавление.

Известен способ сборки корпусов мощных гибридных интегральных посредством механического скрепления с последующей его заливкой эпоксидным компаундом.

Известен способ сборки корпусов гибридных интегральных схем из металлического материала методом сборки заготовок на оправке, сжатия заготовок пропусканием тока с использованием шунтирующих вставок, при этом металлическое покрытие и нагрев осуществляются одновременно пропусканием импульса электрического тока через все места соединений граней при одновременном прижатии граней в местах соединений.

Однако этот способ не позволяет получать изделия с большой точностью, высоким качеством и прочностью, обладает низкой производительностью.

Предлагается способ изготовления корпусов гибридных интегральных схем с использованием ультразвуковой сварки стеклонаполненного полиамида (например ПА 6 130КС).

Схема ввода ультразвука в свариваемые детали представлена на чертеже.

Схема состоит из магнитострикционного преобразователя 1 с волноводным звеном 2, 3 и излучателем ультразвука 4, опоры 5, на которой размещаются свариваемые детали 6, контрольноизлучательная и пусковая аппаратура 7 и источник питания 8.

Сдавленный определенным усилием свариваемый материал (свариваемые детали) подвергается периодическому воздействию колебаний, передающихся от излучателя ультразвуковых колебаний 4. При этом максимум энергии поглощается в зоне, расположенной вблизи излучаемой поверхности излучателя ультразвука, где в результате граничного трения между поверхностями частиц макромолекул полимера происходит выделение тепла с подплавлением поверхности изделия под излучателем ультразвука, минимум же ультразвуковой энергии (вследствие аморфности стеклонаполненного полиамида) проходит через толщу полимера до соединяемых поверхностей или свариваемых поверхностей, где выделяется тепло, достаточное для разогрева свариваемых поверхностей, и после приложения сварочного усилия сжатия или сварочного давления поверхности соединяются. Спустя время Т_св ультразвук выключают и свариваемые поверхности под усилием сжатия (сварочным давлением) выдерживают до полного охлаждения и кристаллизации образовавшейся между частицами микромолекул полимера размягченной прослойки. После затвердевания размягченных прослоев соединяемых-свариваемых поверхностей границы раздела между ними исчезает и образуется монолитный слой, обладающий меньшей способностью поглощать ультразвуковые колебания, так как граница раздела свариваемых поверхностей, являющаяся основным поглотителем энергии, исчезает.

Необходимо отметить, что использование систем с продольно-поперечной системой волноводов, обеспечивающих режим изгибных колебаний излучателя ультразвука, положительных результатов по сварке стеклонакопленного полиамида не дает. Лучшие результаты получаются, когда диссинация энергии ультразвука происходит при усилиях сжатия (сварочных давлениях) зоны образования сварного соединения составляющих не менее 0,1 и не более 0,3 МПа от исходного материала. Избыточные давления приводят к нарушению структуры свариваемого материала, его растрескиванию и, в конечном счете, снижению прочностных характеристик сварных соединений и браку.

Давление ниже уровня 0,1 МПа не позволяет осуществить передачу ультразвуковых колебаний, необходимых для образования бездефектного сварного соединения с заданной прочностью. При сварке происходит изменение амплитуды колебаний сварочного наконечника излучателя и усилия сжатия, пиковое значение усилия сжатия (давления) соответствует по времени пиковому значению амплитуды колебаний и находится в пределах (0,05 0,2) t_св, где t_св - время сварки. Смещение пика усилия сжатия по времени относительно пика амплитуды колебаний сварочного наконечника более чем на 0,2 от общего времени сварки резко снижает прочностные характеристики сварного соединения.

Установленные пороговые значения основных технологических параметров режима сварки стеклонаполненного полиамида обеспечивают качественное изготовление изделий.

Использование: для изготовления гибридных интегральных схем в герметичных корпусах из материалов, вступающих в контактно-реактивные плавления. Сущность изобретения: плоскости разъема свариваемых деталей из стеклонаполненного полиамида нагревают ультразвуковыми колебаниями, при усилии сжатия деталей 10-20 кгс и разнице во времени пикового значения усилия сжатия и амплитуды колебаний излучателя ультразвука, равной (0,05-0,2) t_св, где t_св - общее время сварки. 1 ил.

Способ изготовления корпусов гибридных интегральных схем, заключающийся в нагреве плоскости соединения свариваемых деталей, отличающийся тем, что нагрев осуществляют ультразвуковыми колебаниями, передаваемыми излучателем ультразвука нормально плоскости соединения свариваемых деталей из стеклонаполненного полиамида при усилиях сжатия деталей 10 20 кГс и разнице по времени пикового значения усилия сжатия и амплитуды колебаний излучателя ультразвука, равной (0,05 0,2) t_c в, где t_c в - общее время сварки.